 |
Технология CompactPCI является развитием шины PCI для создания модульных компьютеров. Компьютер, собранный из компонентов по технологии CompactPCI, представляет собой корпус с разъемами шины, в которую вставляется все остальное оборудование: системный процессор (аналог системной платы ПК), дополнительные процессоры, различные периферийные модули. Причем все модули имеют возможность горячей замены без выключения питания с автоматическим переконфигурированием всей системы. Это достигается за счет различной длины контактов шины. Самый длинный контакт питания подсоединяется в первую очередь, потом подключаются все остальные контакты, кроме одного наиболее короткого, при соединении которого системный компьютер инициирует программу конфигурирования вставленной платы. При вынимании платы из разъема срабатывает контакт, установленный на фиксаторе платы. При его замыкании системный процессор выполняет процедуру отключения платы от системы.
Сама шина логически представляет собой стандартный PCI-интерфейс, реализованный в пятирядном разъеме. Кроме двух разъемов для 32- и 64-разрядных интерфейсов предусмотрены еще три разъема под различные применения. Например, на четвертом разъеме реализована шина IP-телефонии. Кроме полноразмерных плат (их называют 6U) можно применять и платы половинной высоты (3U), которые используют только нижние два разъема. Платы в разъемы шины можно вставлять с обеих сторон, что обеспечивает подключение необходимых кабелей к задней стенке корпуса. Платы и разъемы хорошо фиксируются для защиты от вибраций. Корпуса делаются так, чтобы внутри компьютеров поддерживались указанные в спецификации условия. Некоторые компьютеры CompactPCI работают в температурном режиме от -40? до + 85?. Конструкция такого оборудования позволяет строить высоконадежные защищенные вычислительные системы.
Часто в модульных компьютерах CompactPCI используются так называемые мезонины. Это небольшие модули, которые винтами закрепляются на плате и соединяются с ней с помощью вибростойких разъемов. Использование мезонинов позволяет изменять конфигурацию отдельных плат CompactPCI. Сейчас существуют три основных стандарта мезонинов: PMC, Industry Pack и PC-MIP. Мезонины в стандарте PMC могут обмениваться сигналами с платой-носителем на скорости 528 Мбит/с, имеют максимальную разрядность 64 бит. Стандарт Industry Pack более старый и поэтому позволяет передавать данные только на скорости 64 Мбит/с и имеет разрядность 32 бит. Впрочем, этот стандарт утвержден ANSI и на его основе выполнено большое количество мезонинов. Недавно был разработан стандарт PC-MIP, который представляет собой локальную PCI-шину, что упрощает его конструкцию, но ограничивает скорость передачи данных (132 Мбит/с) и разрядность (32 разряда). Сейчас в виде мезонинов исполняются различные элементы модульных вычислительных систем, такие как дополнительная память, графические ускорители, сетевые платы, SCSI-адаптеры.
В основном высокозащищенные компьютеры используют в промышленных и встроенных информационных системах, в которых обычно необходим режим реального времени. Поэтому в модульных компьютерах CompactPCI обычно устанавливают нетрадиционные для ПК операционные системы - VxWorks, OS9, QNX и другие. Все это ОС реального времени. Впрочем, можно на этих компьютерах запускать и Windows, и Unix. Следует отметить, что в последнее время начали появляться смешанные операционные системы, например Windows NT RTX (Windows NT RealTime Extention) или Linux RT (Linux RealTime). Расширение для обеспечения режима реального времени в NT разработала компания VenturCom. Ее решение построено на использовании специального драйвера реального времени, который взаимодействует с ядром системы и аппаратным уровнем. Кроме того, летом Microsoft собирается выпустить операционную систему Windows NTE, в которой будет реализован режим мягкого реального времени. Оригинальную программно-аппаратную систему разработала компания LP Elektronik, с помощью которой можно на одном процессоре исполнять сразу две операционные системы - VxWorks и NT. По умолчанию работает система VxWorks, а если для нее работы "нет", запускается Windows NT. Аппаратный контроллер прерываний позволяет вовремя остановить работу NT и передать ресурсы процессора в VxWorks.
Развитием стандарта CompactPCI занимается некоммерческая ассоциация PICMG. В работе этой ассоциации участвует около 400 компаний, которые производят как оборудование, так и программное обеспечение. Летом в России будет открыто представительство ассоциации, что позволит отчественным организациями участвовать в развитии этого стандарта.